【導讀】CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò )（ControllerAreaNetwork，CAN）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)電子產(chǎn)品著(zhù)稱(chēng)的德國B(niǎo)OSCH公司開(kāi)發(fā)的，并最終成為國際標準（ISO11898），是國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。
一、什么是CAN總線(xiàn)？
CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò )（ControllerAreaNetwork，CAN）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)電子產(chǎn)品著(zhù)稱(chēng)的德國B(niǎo)OSCH公司開(kāi)發(fā)的，并最終成為國際標準（ISO11898），是國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。
在北美和西歐，CAN總線(xiàn)協(xié)議已經(jīng)成為汽車(chē)計算機控制系統和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標準總線(xiàn)，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專(zhuān)為大型貨車(chē)和重工機械車(chē)輛設計的J1939協(xié)議。
二、CAN總線(xiàn)的特點(diǎn)
1、多主機方式工作：網(wǎng)絡(luò )上任意節點(diǎn)可在任意時(shí)刻其他節點(diǎn)發(fā)送數據，通信方式靈活；
2、網(wǎng)絡(luò )上每個(gè)節點(diǎn)都有不同的優(yōu)先級，可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的要求；
3、采用非破壞性仲裁總線(xiàn)結構，當兩個(gè)節點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò )上傳送信息時(shí)，優(yōu)先級高的優(yōu)先傳送；
4、傳送方式有點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)、點(diǎn)對全局廣播三種；
5、通信距離可達6km，通信速率可達1MB/s，節點(diǎn)數可達110個(gè)；
6、采用的是短幀結構，每幀有8個(gè)有效字節；
7、具有可靠的檢錯機制，使得數據的出錯率極低；
8、當發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)；
9、節點(diǎn)在嚴重錯誤時(shí)，會(huì )自動(dòng)切斷與總線(xiàn)聯(lián)系，以免影響總線(xiàn)上其他操作。
三、CAN總線(xiàn)原理
CAN總線(xiàn)以廣播的方式從一個(gè)節點(diǎn)向另一個(gè)節點(diǎn)發(fā)送數據，當一個(gè)節點(diǎn)發(fā)送數據時(shí)，該節點(diǎn)的CPU把將要發(fā)送的數據和標識符發(fā)送給本節點(diǎn)的CAN芯片，并使其進(jìn)入準備狀態(tài)。
一旦該CAN芯片收到總線(xiàn)分配，就變?yōu)榘l(fā)送報文狀態(tài)，該CAN芯片將要發(fā)送的數據組成規定的報文格式發(fā)出。
此時(shí)，網(wǎng)絡(luò )中其他的節點(diǎn)都處于接收狀態(tài)，所有節點(diǎn)都要先對其進(jìn)行接收，通過(guò)檢測來(lái)判斷該報文是否是發(fā)給自己的。
由于CAN總線(xiàn)是面向內容的編址方案，因此容易構建控制系統對其靈活地進(jìn)行配置，使其可以在不修改軟硬件的情況下向CAN總線(xiàn)中加入新節點(diǎn)。
四、CAN總線(xiàn)的應用
CAN總線(xiàn)在組網(wǎng)和通信功能上的優(yōu)點(diǎn)以及其高性?xún)r(jià)比據定了它在許多領(lǐng)域有廣闊的應用前景和發(fā)展潛力。
這些應用有些共同之處：CAN實(shí)際就是在現場(chǎng)起一個(gè)總線(xiàn)拓撲的計算機局域網(wǎng)的作用。不管在什么場(chǎng)合，它負擔的是任一節點(diǎn)之間的實(shí)時(shí)通信，但是它具備結構簡(jiǎn)單、高速、抗干擾、可靠、價(jià)位低等優(yōu)勢。
CAN總線(xiàn)最初是為汽車(chē)的電子控制系統而設計的，目前在歐洲生產(chǎn)的汽車(chē)中CAN的應用已非常普遍，不僅如此，這項技術(shù)已推廣到火車(chē)、輪船等交通工具中。
1、CAN總線(xiàn)技術(shù)的應用：國外知名汽車(chē)基本都已經(jīng)采用了CAN總線(xiàn)技術(shù)，例如沃爾沃、林肯、奧迪、寶馬等，而國內汽車(chē)品牌，例如奇瑞等公司也已經(jīng)有幾款車(chē)型應用了總線(xiàn)技術(shù)。CAN總線(xiàn)技術(shù)就是通過(guò)遍布車(chē)身的傳感器，將汽車(chē)的各種行駛數據發(fā)送到“總線(xiàn)”上，在這個(gè)信息共享平臺上，凡是需要這些數據的接收端都可以從“總線(xiàn)”上讀取需要的信息，從而使汽車(chē)的各個(gè)系統協(xié)調運作、信息共享、保證車(chē)輛安全行駛、舒適和可靠。一般來(lái)說(shuō)，越高檔的車(chē)配備的CAN_BUS數量越多，價(jià)格也越高，如途安、帕薩特等車(chē)型當中都配備了多個(gè)CAN總線(xiàn)。
2、汽車(chē)CAN總線(xiàn)節點(diǎn)ECU的硬件設計：汽車(chē)CAN總線(xiàn)研發(fā)的核心技術(shù)就是對帶有CAN接口的ECU進(jìn)行設計，其中ECU的CAN總線(xiàn)模塊由CAN控制器和CAN收發(fā)器構成。CAN控制器執行完整的CAN協(xié)議，完成通訊功能，包括信息緩沖和接收濾波。CAN控制器與物理總線(xiàn)之間需CAN收發(fā)器作為接口，它實(shí)現CAN控制器與總線(xiàn)之間邏輯電平信號的轉換。
3、CAN總線(xiàn)在國內自主品牌汽車(chē)中的應用：由于受成本控制、技術(shù)實(shí)力等因素的限制，CAN_BUS總線(xiàn)技術(shù)一般都出現在國外高端汽車(chē)，在A(yíng)級及以下級別車(chē)型當中，該項技術(shù)大多出現在合資品牌當中，如POLO、新寶來(lái)等。在自主品牌中，采用CAN總線(xiàn)技術(shù)的車(chē)型中很少，風(fēng)云2則是其中的代表車(chē)型。風(fēng)云2CAN總線(xiàn)技術(shù)，可以實(shí)現發(fā)動(dòng)機、變速箱、ABS、車(chē)身、儀表及其他控制器的通訊，做到全車(chē)信息及時(shí)共享。在風(fēng)云2的組合儀表盤(pán)當中，階段里程、未關(guān)車(chē)門(mén)精確顯示、安全帶未系提醒等20多項信息全部可以顯示，比同級產(chǎn)品增加一倍，這樣增加了駕駛過(guò)程中的安全度。
五、CAN總線(xiàn)是數字信號還是模擬信號
can總線(xiàn)是數字信號，與一般的通信總線(xiàn)相比，CAN總線(xiàn)的數據通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨特的設計，CAN總線(xiàn)越來(lái)越受到人們的重視。
六、模擬信號和數字信號之間的區別
模擬信號指幅度的取值是連續的（幅值可由無(wú)限個(gè)數值表示）。時(shí)間上連續的模擬信號包括連續變化的圖像（電視、傳真）信號等。時(shí)間上離散的模擬信號是一種抽樣信號，它是對模擬信號每隔時(shí)間T抽樣一次所得到的信號，雖然其波形在時(shí)間上是不連續的，但其幅度取值是連續的，所以仍是模擬信號。
數字信號指幅度的取值是離散的，幅值表示被限制在有限個(gè)數值之內。二進(jìn)制碼就是一種數字信號。二進(jìn)制碼受噪聲的影響小，易于有數字電路進(jìn)行處理，所以得到了廣泛的應用。
模擬通信的優(yōu)點(diǎn)是直觀(guān)且容易實(shí)現，但存在兩個(gè)主要缺點(diǎn)：（1）保密性差，模擬通信尤其是微波通信和有線(xiàn)明線(xiàn)通信，很容易被竊聽(tīng)。只要收到模擬信號，就容易得到通信內容。（2）抗干擾能力弱，電信號在沿線(xiàn)路的傳輸過(guò)程中會(huì )受到外界的和通信系統內部的各種噪聲干擾，噪聲和信號混合后難以分開(kāi)，從而使得通信質(zhì)量下降。線(xiàn)路越長(cháng)，噪聲的積累也就越多。
數字通信有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）加強了通信的保密性。語(yǔ)音信號經(jīng)A/D變換后，可以先進(jìn)行加密處理，再進(jìn)行傳輸，在接收端解密后再經(jīng)D/A變換還原成模擬信號。（2）提高了抗干擾能力，尤其在中繼時(shí)，數字信號可以再生而消除噪聲的積累。（3）傳輸差錯可以控制，從而改善了傳輸質(zhì)量。（4）便于使用現代數字信號處理技術(shù)來(lái)對數字信息進(jìn)行處理。（5）可構建綜合數字通信網(wǎng)，綜合傳遞各種消息，使通信系統功能增強。但數字通信也存在缺點(diǎn)，例如：占用頻帶較寬，技術(shù)要求復雜，進(jìn)行模/數轉換時(shí)會(huì )帶來(lái)量化誤差。
數字通信系統傳輸的消息一般都是離散的，但也可能是連續的，若需要在數字通信系統中傳誦模擬消息，則在發(fā)送段的信息源中應包括一個(gè)?！獢缔D換裝置，而在接收端的收信者中包括一個(gè)數—模轉換裝置?？紤]到現在有大量的模擬通信系統這個(gè)事實(shí)，目前還常常需要它來(lái)傳輸數字信號。這就需要對其做些改造，或者加裝數字終端設備。
（來(lái)源：21ic電子網(wǎng)）
免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問(wèn)題，請電話(huà)或者郵箱editor@52solution.com聯(lián)系小編進(jìn)行侵刪。
推薦閱讀：
針對安防、車(chē)載電子、手機及機器視覺(jué)，思特威發(fā)布多款CIS新品
